JP6659247B2 - Connecting body, manufacturing method of connecting body, inspection method - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品と透明基板とが接続された接続体に関し、特に導電性粒子を含有する接着剤を介して電子部品が透明基板に接続された接続体、接続体の製造方法及び検査方法に関する。 The present invention relates to a connector in which an electronic component is connected to a transparent substrate, and more particularly to a connector in which an electronic component is connected to a transparent substrate via an adhesive containing conductive particles, a method of manufacturing the connector, and an inspection method. About.
従来から、テレビやPCモニタ、携帯電話やスマートホン、携帯型ゲーム機、タブレット端末やウェアラブル端末、あるいは車載用モニタ等の各種表示手段として、液晶表示装置や有機ELパネルが用いられている。近年、このような表示装置においては、ファインピッチ化、軽量薄型化等の観点から、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)を用いて、駆動用ICを直接表示パネルのガラス基板上に実装する工法や、駆動回路等が形成されたフレキシブル基板を直接ガラス基板等の透明基板に実装する工法が採用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, liquid crystal display devices and organic EL panels have been used as various display means such as televisions and PC monitors, mobile phones and smartphones, portable game machines, tablet terminals and wearable terminals, and in-vehicle monitors. In recent years, in such a display device, a driving IC is directly mounted on a glass substrate of a display panel by using an anisotropic conductive film (ACF) from the viewpoint of fine pitch, light weight and thinness. A mounting method and a method of directly mounting a flexible substrate on which a drive circuit and the like are formed on a transparent substrate such as a glass substrate are employed.
ICやフレキシブル基板が実装されるガラス基板には、ITO(酸化インジウムスズ)等からなる透明電極が複数形成され、この透明電極上にICやフレキシブル基板等の電子部品が接続される。ガラス基板に接続される電子部品は、実装面に、透明電極に対応して複数の電極端子(バンプ)が形成され、異方性導電フィルムを介してガラス基板上に熱圧着されることにより、電極端子と透明電極とが接続される。 On a glass substrate on which an IC or a flexible substrate is mounted, a plurality of transparent electrodes made of ITO (indium tin oxide) or the like are formed, and electronic components such as the IC and the flexible substrate are connected to the transparent electrodes. The electronic component connected to the glass substrate has a plurality of electrode terminals (bumps) formed on the mounting surface corresponding to the transparent electrodes, and is thermocompression-bonded to the glass substrate via an anisotropic conductive film. The electrode terminal and the transparent electrode are connected.
異方性導電フィルムは、バインダー樹脂に導電性粒子を混ぜ込んでフィルム状としたもので、2つの導体間で加熱圧着されることにより導電性粒子で導体間の電気的導通がとられ、バインダー樹脂にて導体間の機械的接続が保持される。異方性導電フィルムを構成する接着剤としては、通常、信頼性の高い熱硬化性のバインダー樹脂が用いられるが、光硬化性のバインダー樹脂又は光熱併用型のバインダー樹脂であってもよい。 Anisotropic conductive film is formed by mixing conductive particles into a binder resin to form a film. The resin maintains the mechanical connection between the conductors. As the adhesive constituting the anisotropic conductive film, a highly reliable thermosetting binder resin is usually used, but a photocurable binder resin or a photothermal binder resin may be used.
このような異方性導電フィルムを介して電子部品を透明電極へ接続する場合は、先ず、ガラス基板の透明電極上に異方性導電フィルムを図示しない仮圧着手段によって仮貼りする。続いて、異方性導電フィルムを介してガラス基板上に電子部品を搭載し仮接続体を形成した後、熱圧着ヘッド等の熱圧着手段によって電子部品を異方性導電フィルムとともに透明電極側へ加熱押圧する。この熱圧着ヘッドによる加熱によって、異方性導電フィルムは熱硬化反応を起こし、これにより電子部品が透明電極上に接着される。 When connecting an electronic component to a transparent electrode via such an anisotropic conductive film, first, an anisotropic conductive film is temporarily attached to the transparent electrode of a glass substrate by a temporary crimping means (not shown). Subsequently, the electronic component is mounted on a glass substrate via an anisotropic conductive film to form a temporary connection body, and then the electronic component is transferred to the transparent electrode side together with the anisotropic conductive film by a thermocompression bonding means such as a thermocompression bonding head. Heat and press. The heating by the thermocompression bonding head causes a thermosetting reaction of the anisotropic conductive film, whereby the electronic component is adhered to the transparent electrode.
ところで、この種の異方性導電フィルムを用いた接続工程において、接続する電子部品の接続部位に対する加熱押圧工程は多数の実装品を合算して大面積で加熱押圧することなどは通常行われない。これは、電子部品の接続部位が、接続される電子部品に対して比較的小面積であること、また、接続部位に多数配列されているバンプは、平行度が要求されること等による。ただし、平行度の要求が比較的低いものを、一括して接続することで生産性が高くなる場合については、その限りではない。 By the way, in the connection step using this kind of anisotropic conductive film, the heating and pressing step on the connection portion of the electronic component to be connected is not usually performed by heating and pressing over a large area by adding a large number of mounted products. . This is because the connection site of the electronic component has a relatively small area with respect to the electronic component to be connected, and a large number of bumps arranged in the connection site require parallelism. However, this does not apply to the case where productivity is increased by connecting devices having relatively low parallelism requirements collectively.
したがって、異方性導電フィルムを用いた接続工程においては、生産性を向上する観点から、接続工程自体の短時間化が求められているのに加え、短時間化に伴い接続後における検査工程の迅速化も求められている。 Therefore, in the connection step using an anisotropic conductive film, from the viewpoint of improving productivity, in addition to the need to shorten the connection step itself, the inspection step after connection is required with the shortening. Speed is also required.
接続後の検査は、電子部品のバンプとガラス基板の透明電極によって導電性粒子が押しつぶされることにより導通性が確保されていることを確認する工程であり、迅速化に際しては、透明電極に現れる導電性粒子の圧痕をガラス基板の裏面から観察する外観検査により行われることがある。また、接続後の検査としては、人間の目視や、撮像画像を用いることにより、圧痕の状態や、その周囲の接着剤の浮きや剥がれの状態を観察する。 The inspection after connection is a step of confirming that the conductive particles are crushed by the bumps of the electronic component and the transparent electrode of the glass substrate to ensure that the conductivity is maintained. It may be performed by an appearance inspection in which indentations of the conductive particles are observed from the back surface of the glass substrate. In addition, as the inspection after the connection, the state of the indentation and the state of the floating or peeling of the adhesive around the indentation are observed by using the human eyes or the captured image.
ところで、電子部品のバンプには、導電性粒子を捕捉するバンプ表面内に凹凸が形成されているものもある。しかし、導電性粒子が表面に凹凸が形成されたバンプに捕捉されると、圧痕が十分に現れず、導通性に問題が無い場合にも圧痕検査において不良判定がなされることがある。また、導電性粒子が凹部に嵌りこむことで押し込みが不十分となるとともに凸部が直接電極に当接することで、導通信頼性を損なうおそれもある。 By the way, some bumps of electronic parts have bumps formed on the surface of the bump for capturing the conductive particles. However, if the conductive particles are trapped on the bumps having irregularities on the surface, indentations do not sufficiently appear, and even when there is no problem in conductivity, a defect may be determined in the indentation inspection. In addition, when the conductive particles are fitted into the concave portions, the pushing is insufficient, and when the convex portions directly contact the electrodes, the reliability of conduction may be impaired.
そこで、本発明は、圧痕検査による導通性の良否を判定できるとともに、導通信頼性を確保することができる接続体、接続体の製造方法及び検査方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a connector, a method of manufacturing a connector, and an inspection method capable of determining the quality of conductivity by an indentation inspection and ensuring the reliability of conduction.
上述した課題を解決するために、本発明に係る接続体は、複数の端子が形成された透明基板と、バインダー樹脂に導電性粒子が配置された異方性導電接着剤を介して上記透明基板に接続され、上記複数の端子と上記導電性粒子を介して電気的に接続された複数のバンプが形成された電子部品とを備え、上記導電性粒子同士は互いに非接触で独立し、上記バンプは、上記導電性粒子を捕捉する表面に、上記導電性粒子の粒子径の10%以上の高低差を有する凹凸部が形成され、一つの上記バンプ表面において、最も突出した凸部からの高低差が上記導電性粒子の粒子径の20%以上である領域を有し、該領域がバンプ表面積の70%以下とされたものである。 In order to solve the above-mentioned problem, the connecting body according to the present invention includes a transparent substrate on which a plurality of terminals are formed, and the transparent substrate via an anisotropic conductive adhesive in which conductive particles are arranged in a binder resin. And an electronic component formed with a plurality of bumps electrically connected to the plurality of terminals and the conductive particles via the conductive particles. The bumps having a height difference of 10% or more of the particle diameter of the conductive particles are formed on the surface capturing the conductive particles, and the height difference from the most protruding protrusion is formed on one bump surface. Has an area that is 20% or more of the particle diameter of the conductive particles, and the area is 70% or less of the bump surface area.
また、本発明に係る接続体の製造方法は、透明基板上に、導電性粒子を含有した接着剤を介して電子部品を搭載し、上記電子部品を上記透明基板に対して押圧するとともに、上記接着剤を硬化させることにより、上記導電性粒子を介して上記電子部品に形成されたバンプと上記透明基板に形成された端子とを電気的に接続する接続体の製造方法において、上記異方性導電接着剤は、バインダー樹脂に上記導電性粒子が互いに非接触で独立して配置され、上記バンプは、上記導電性粒子を捕捉する表面に、上記導電性粒子の粒子径の10%以上の高低差を有する凹凸部が形成され、一つの上記バンプ表面において、最も突出した位置からの高低差が上記導電性粒子の粒子径の20%以上である領域を有し、該領域がバンプ表面積の70%以下とされたものである。 In addition, the method for manufacturing a connector according to the present invention includes mounting an electronic component on a transparent substrate via an adhesive containing conductive particles, pressing the electronic component against the transparent substrate, By curing the adhesive, the method of manufacturing a connector for electrically connecting the bumps formed on the electronic component and the terminals formed on the transparent substrate via the conductive particles, wherein the anisotropic The conductive adhesive is provided such that the conductive particles are independently arranged in a binder resin in a non-contact manner with each other, and the bumps are formed on the surface capturing the conductive particles at a height of 10% or more of the particle diameter of the conductive particles. An uneven portion having a difference is formed, and one bump surface has a region where the height difference from the most protruding position is 20% or more of the particle diameter of the conductive particles, and the region has a bump surface area of 70%. % Or less The is intended.
また、本発明に係る検査方法は、複数の端子が形成された透明基板上に導電性粒子が配置された異方性導電接着剤を介して複数のバンプが形成された電子部品が接続された接続体の接続状態を検査する検査方法において、上記異方性導電接着剤は、バインダー樹脂に上記導電性粒子が互いに非接触で独立して配置され、上記バンプは、上記導電性粒子を捕捉する表面に、上記導電性粒子の粒子径の10%以上の高低差を有する凹凸部が形成され、一つの上記バンプ表面において、最も突出した位置からの高低差が上記導電性粒子の粒子径の20%以上である領域を有し、該領域がバンプ表面積の70%以下であり、上記透明基板の端子に現れる上記異方性導電接着剤に含有された上記導電性粒子の圧痕を観察して、上記電子部品の接続状態を検査するものである。 Further, in the inspection method according to the present invention, the electronic component on which a plurality of bumps are formed is connected via an anisotropic conductive adhesive in which conductive particles are arranged on a transparent substrate on which a plurality of terminals are formed. In the inspection method for inspecting the connection state of the connection body, the anisotropic conductive adhesive, the conductive particles are disposed independently of each other in a binder resin in a non-contact manner, and the bump captures the conductive particles. An uneven portion having a height difference of 10% or more of the particle diameter of the conductive particles is formed on the surface, and the height difference from the most protruding position on one bump surface is 20% of the particle diameter of the conductive particles. % Or more, and the area is 70% or less of the bump surface area, and observing the indentation of the conductive particles contained in the anisotropic conductive adhesive appearing on the terminal of the transparent substrate, Check the connection status of the above electronic components It is intended to 査.
本発明によれば、バンプ表面に、導電性粒子の粒子径の10%以上の高低差を有する凹凸部が形成され、一つのバンプ表面において、最も突出した位置からの高低差が導電性粒子の20%以上である領域がバンプ表面積の70%以下であるため、導電性粒子を凹部で捕捉した場合にも、当該凹部において導電性粒子を十分に押し込むことができ、圧痕の視認性を損なうことがなく、圧痕を用いた導通検査の信頼性を確保することができる。 According to the present invention, bumps having a height difference of 10% or more of the particle diameter of the conductive particles are formed on the bump surface, and the height difference from the most protruding position of the conductive particles on one bump surface is reduced. Since the region that is 20% or more is 70% or less of the bump surface area, even when the conductive particles are captured in the concave portions, the conductive particles can be sufficiently pushed into the concave portions, and the visibility of the indentation is impaired. Therefore, the reliability of the continuity test using the indentation can be ensured.
また、導電性粒子を凹部で捕捉した場合にも、当該凹部において導電性粒子を十分に押し込むとともに、凸部が端子に直接当接することもない。さらに、異方性導電フィルムは導電性粒子が互いに非接触で独立して配置されているため、凸部においても導電性粒子を捕捉することができる。したがって、本発明によれば、バンプ端子間における導通信頼性を維持することができる。 Further, even when the conductive particles are captured in the concave portions, the conductive particles are sufficiently pressed in the concave portions, and the convex portions do not directly contact the terminals. Further, since the conductive particles of the anisotropic conductive film are independently arranged in a non-contact manner with each other, the conductive particles can be trapped even at the projections. Therefore, according to the present invention, the reliability of conduction between the bump terminals can be maintained.
以下、本発明が適用された接続体、接続体の製造方法、検査方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Hereinafter, a connector, a method of manufacturing the connector, and an inspection method to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to only the following embodiments, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Also, the drawings are schematic, and the ratios of the respective dimensions may be different from actual ones. Specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. In addition, it is needless to say that dimensional relationships and ratios are different between drawings.
[液晶表示パネル]
以下では、本発明が適用された接続体として、ガラス基板に、電子部品として液晶駆動用のICチップが実装された液晶表示パネルを例に説明する。この液晶表示パネル10は、図1に示すように、ガラス基板等からなる二枚の透明基板11,12が対向配置され、これら透明基板11,12が枠状のシール13によって互いに貼り合わされている。そして、液晶表示パネル10は、透明基板11,12によって囲繞された空間内に液晶14が封入されることによりパネル表示部15が形成されている。
[LCD panel]
Hereinafter, a liquid crystal display panel in which a liquid crystal driving IC chip is mounted as an electronic component on a glass substrate will be described as an example of a connection body to which the present invention is applied. In this liquid
透明基板11,12は、互いに対向する両内側表面に、ITO(酸化インジウムスズ)等からなる縞状の一対の透明電極16,17が、互いに交差するように形成されている。そして、両透明電極16,17は、これら両透明電極16,17の当該交差部位によって液晶表示の最小単位としての画素が構成されるようになっている。
The
両透明基板11,12のうち、一方の透明基板12は、他方の透明基板11よりも平面寸法が大きく形成されており、この大きく形成された透明基板12の縁部12aには、電子部品として液晶駆動用IC18が実装される実装部27が設けられている。なお、実装部27には、図2、図3に示すように、透明電極17の複数の入力端子19aが配列された入力端子列20a及び複数の出力端子19bが配列された出力端子列20b、液晶駆動用IC18に設けられたIC側アライメントマーク32と重畳させる基板側アライメントマーク31が形成されている。
One of the
液晶駆動用IC18は、画素に対して液晶駆動電圧を選択的に印加することにより、液晶の配向を部分的に変化させて所定の液晶表示を行うことができるようになっている。また、図3、図4に示すように、液晶駆動用IC18は、透明基板12への実装面18aに、透明電極17の入力端子19aと導通接続される複数の入力バンプ21aが配列された入力バンプ列22aと、透明電極17の出力端子19bと導通接続される複数の出力バンプ21bが配列された出力バンプ列22bが形成されている。入力バンプ21a及び出力バンプ21bは、例えば銅バンプや金バンプ、あるいは銅バンプに金メッキを施したもの等が好適に用いられる。
The liquid
入力バンプ21aは、例えば、実装面18aの一方の側縁に沿って一列で配列され、出力バンプ21bは、一方の側縁と対向する他方の側縁に沿って複数列で千鳥状に配列されている。入出力バンプ21a,21bと、透明基板12の実装部27に設けられている入出力端子19a,19bとは、それぞれ同数かつ同ピッチで形成され、透明基板12と液晶駆動用IC18とが位置合わせされて接続されることにより、接続される。
For example, the input bumps 21a are arranged in a row along one side edge of the mounting
なお、入出力バンプ21a,21bの配列は、図4に示す以外にも、一方の側縁に一又は複数列で配列され、他方の側縁に一又は複数列で配列されるいずれの構成であってもよい。また、入出力バンプ21a,21bは、一列配列の一部が複数列となってもよく、複数列の一部が一列となってもよい。さらに、入出力バンプ21a,21bは、複数列の各列が平行且つ隣接する電極端子同士が並列するストレート配列で形成されてもよく、あるいは複数列の各列が平行且つ隣接する電極端子同士が均等にズレる千鳥配列で形成されてもよい。
The arrangement of the input /
また、液晶駆動用IC18は、IC基板の長辺に沿って入出力バンプ21a,21bを配列させるとともに、IC基板の短辺に沿ってサイドバンプを形成してもよい。なお、入出力バンプ21a,21bは、同一寸法で形成してもよく、異なる寸法で形成してもよい。また、入出力バンプ列22a,22bは、同一寸法で形成された入出力バンプ21a,21bが対称又は非対称に配列されてもよく、異なる寸法で形成された入出力バンプ21a,21bが非対称に配列されてもよい。
In the liquid
なお、近年の液晶表示装置その他の電子機器の小型化、高機能化に伴い、液晶駆動用IC18等の電子部品も小型化、低背化が求められ、入出力バンプ21a,21bもその高さが低くなっている(例えば6〜15μm)。
With the recent miniaturization and high performance of liquid crystal display devices and other electronic devices, electronic components such as a liquid
また、液晶駆動用IC18は、実装面18aに、基板側アライメントマーク31と重畳させることにより、透明基板12に対するアライメントを行うIC側アライメントマーク32が形成されている。なお、透明基板12の透明電極17の配線ピッチや液晶駆動用IC18の入出力バンプ21a,21bのファインピッチ化が進んでいることから、液晶駆動用IC18と透明基板12とは、高精度のアライメント調整が求められている。
The
基板側アライメントマーク31及びIC側アライメントマーク32は、組み合わされることにより透明基板12と液晶駆動用IC18とのアライメントが取れる種々のマークを用いることができる。
As the substrate-
実装部27に形成されている透明電極17の入出力端子19a,19b上には、回路接続用接着剤として異方性導電フィルム1を用いて液晶駆動用IC18が接続される。異方性導電フィルム1は、導電性粒子4を含有しており、液晶駆動用IC18の入出力バンプ21a,21bと透明基板12の実装部27に形成された透明電極17の入出力端子19a,19bとを、導電性粒子4を介して電気的に接続させるものである。この異方性導電フィルム1は、熱圧着ヘッド33により熱圧着されることによりバインダー樹脂が流動化して導電性粒子4が入出力端子19a,19bと液晶駆動用IC18の入出力バンプ21a,21bとの間で押し潰され、この状態でバインダー樹脂が硬化する。これにより、異方性導電フィルム1は、透明基板12と液晶駆動用IC18とを電気的、機械的に接続する。
A liquid
また、両透明電極16,17上には、所定のラビング処理が施された配向膜24が形成されており、この配向膜24によって液晶分子の初期配向が規制されるようになっている。さらに、両透明基板11,12の外側には、一対の偏光板25,26が配設されており、これら両偏光板25,26によってバックライト等の光源(図示せず)からの透過光の振動方向が規制されるようになっている。
An
[凹凸部]
ここで、液晶駆動用IC18の入出力バンプ21a,21bは、導電性粒子4を捕捉する表面に、押圧前における導電性粒子4の粒子径の10%以上の高低差を有する凹凸部28が設けられている。凹凸部28は、例えば図5、図6に示すように、導電性粒子4を捕捉する表面の両側縁、あるいは中央部が突出することにより形成される。また、凹凸部28の高低差とは、入出力バンプ21a,21bの表面において最も突出した凸部28aと凸部28aよりも低い凹部28bとの差をいうものとする。なお、凹凸部28の高低差は、例えば高精度形状測定システム(商品名:KS−1100、株式会社キーエンス社製)を用いて計測することができる。なお、凹凸部28は、バンプ表面の側縁部(図5参照)やバンプ表面の中央部(図6参照)、或いはその両方に形成されることが多い。
[Unevenness]
Here, the input /
また、凹凸部28は、一つのバンプ表面において、最も突出した凸部28aからの高低差が導電性粒子の粒子径の20%以上である領域がバンプ表面積の70%以下とされている。後述するように、入出力バンプ21a,21bで捕捉した導電性粒子同士は互いに非接触で独立しているため、高低差が導電性粒子4の粒子径の20%以上となる領域がバンプ表面積の70%以下とされることによって、導電性粒子4が当該領域で捕捉された場合にも、高低差が導電性粒子4の粒子径の20%未満の領域でも捕捉される。したがって、当該領域において導電性粒子4を十分に押し込むことができ、圧痕の視認性を損なうことがなく、圧痕を用いた導通検査の信頼性を向上することができる。また、接続後における環境変化によっても入出力バンプ21a,21bと入出力端子19a,19b間における導通信頼性を維持することができる。
In the
また、高低差が導電性粒子4の粒子径の20%未満の領域で導電性粒子4を捕捉できることから、当該領域において導電性粒子4を十分に押し込むとともに、凸部28aが入出力端子19a,19bに直接当接することもない。したがって、入出力バンプ21a,21bと入出力端子19a,19bとが、導電性粒子4を挟持することにより導通接続され、接続後における環境変化によっても良好な導通信頼性を維持することができる。
In addition, since the
さらに、後述するように、異方性導電フィルム1は相互に非接触で独立した導電性粒子4がバンプ表面に遍在されているため、入出力バンプ21a,21bは、凸部28aにおいても導電性粒子4を捕捉することができる。したがって、液晶表示パネル1は、凸部28aで捕捉した導電性粒子4の圧痕がより鮮明に現れ、圧痕を用いた導通検査の信頼性を向上することができる。また、液晶表示パネル1は、凸部28aで導電性粒子4を捕捉することにより、接続後における環境変化によっても入出力バンプ21a,21bと入出力端子19a,19b間における導通信頼性を維持することができる。
Further, as will be described later, since the anisotropic
一方、凹凸部28の高低差が押圧前における導電性粒子4の粒子径の20%以上である領域がバンプ表面積の70%を超えると、高低差が導電性粒子4の粒子径の20%未満の領域における導電性粒子4の捕捉数が減少し、図7、図8に示すように、導電性粒子4を高低差が導電性粒子4の粒子径の20%以上の領域で捕捉した場合に、導電性粒子4の押し込みが不足し導通抵抗の上昇を招く。また、導電性粒子がランダムに分散された異方性導電フィルムを用いた場合、部分的に導電性粒子の疎密が生じるため、凸部28aで導電性粒子を捕捉できないことも想定される。この場合、凸部28aが入出力端子19a,19bに直接当接することにより、接続後における入出力バンプ21a,21bと入出力端子19a,19bとの距離の変化に対する追従性が低く、導通信頼性を損なうおそれがある。
On the other hand, if the region where the height difference of the
なお、図7における導電性粒子4は、入出力バンプ21a,21bの高低差が導電性粒子4の粒子径の20%以上の領域における凹部28bで補足した場合の一例として、凹部28b側に食い込んだ状態も説明している。入出力バンプ21a,21bの材質ばらつきによって硬さがばらつき、圧着工程において導電性粒子4が入出力バンプ21a,21bに食い込むことがある。この場合にも、接続後における入出力バンプ21a,21bと入出力端子19a,19bとの距離の変化に対する追従性が低くなり、導通信頼性を損なうおそれがあると言える。
Note that the
[導電性粒子の占有面積率]
導電性粒子4は、一対の入出力端子19a,19b及び入出力バンプ21a,21bが重畳することにより導電性粒子4を捕捉し異方性導電接続に寄与する有効バンプ面積に占める面積割合が、10%以上であることが好ましい。導電性粒子4が有効バンプ面積の10%以上を占めることにより、バンプ表面積の30%以上を占める高低差が粒子径の20%未満の領域において多くの導電性粒子を捕捉し、捕捉した導電性粒子4による導通性及び圧痕の視認性を確保することができる。
[Occupied area ratio of conductive particles]
The
[最少捕捉数]
このように、互いに非接触で独立して存在する導電性粒子4が遍在された異方性導電フィルム1を介して、導電性粒子4の粒子径の20%以上の高低差を有する領域がバンプ表面積の70%以下とされた凹凸部28が形成された入出力バンプ21a,21bを入出力端子19a,19bに接続することにより、液晶表示パネル1は、入出力バンプ21a,21b一つ当たりの導電性粒子4の最少捕捉数が3個以上とすることができる。したがって、液晶表示パネル1は、捕捉した導電性粒子4による導通性及び圧痕の視認性を確保することができる。
[Minimum capture number]
As described above, the region having a height difference of 20% or more of the particle diameter of the
[独立した圧痕割合]
また、互いに非接触で独立して存在する導電性粒子4が遍在された異方性導電フィルム1を介して、導電性粒子4の粒子径の20%以上の高低差を有する領域がバンプ表面積の70%以下とされた凹凸部28が形成された入出力バンプ21a,21bを入出力端子19a,19bに接続することにより、液晶表示パネル1は、一つのバンプ表面内に存在する導電性粒子4の独立した圧痕の割合が、入出力バンプ21a,21bの表面内に捕捉した導電性粒子4の70%以上となる。したがって、入出力端子19a,19bに現れる圧痕は、コントラストないしはそれを形成する曲線が明確に現れ、個々の圧痕の視認性が大幅に向上されている。これにより、液晶表示パネル10は、圧痕に基づく入出力バンプ21a,21bと入出力端子19a,19bとの接続性を迅速、的確に検査することができる。
[Independent indentation ratio]
In addition, a region having a height difference of 20% or more of the particle diameter of the
[異方性導電フィルム]
次いで、異方性導電フィルム1について説明する。異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)1は、図9に示すように、通常、基材となる剥離フィルム2上に導電性粒子4を含有するバインダー樹脂層(接着剤層)3が形成されたものである。異方性導電フィルム1は、熱硬化型あるいは紫外線等の光硬化型の接着剤であり、液晶表示パネル10の透明基板12に形成された入出力端子19a,19b上に貼着されるとともに液晶駆動用IC18が搭載され、熱圧着ヘッド33により熱加圧されることにより流動化して導電性粒子4が相対向する透明電極17の入出力端子19a,19bと液晶駆動用IC18の入出力バンプ21a,21bとの間で押し潰され、加熱あるいは紫外線照射により、導電性粒子が押し潰された状態で硬化する。これにより、異方性導電フィルム1は、透明基板12と液晶駆動用IC18とを接続し、導通させることができる。
[Anisotropic conductive film]
Next, the anisotropic
また、異方性導電フィルム1は、膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤等を含有する通常のバインダー樹脂層3に導電性粒子4が所定のパターンで規則的に配列される等により、互いに非接触で独立して配置されるとともに、バインダー樹脂層3に遍在されている。
The anisotropic
バインダー樹脂層3を支持する剥離フィルム2は、例えば、PET(Poly Ethylene Terephthalate)、OPP(Oriented Polypropylene)、PMP(Poly-4-methylpentene-1)、PTFE(Polytetrafluoroethylene)等にシリコーン等の剥離剤を塗布してなり、異方性導電フィルム1の乾燥を防ぐとともに、異方性導電フィルム1の形状を維持する。
The
バインダー樹脂層3に含有される膜形成樹脂としては、平均分子量が10000〜80000程度の樹脂が好ましい。膜形成樹脂としては、エポキシ樹脂、変形エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂等の各種の樹脂が挙げられる。中でも、膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂が特に好ましい。
As the film-forming resin contained in the
熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、市販のエポキシ樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。 The thermosetting resin is not particularly limited, and examples thereof include commercially available epoxy resins and acrylic resins.
エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独でも、2種以上の組み合わせであってもよい。 The epoxy resin is not particularly limited, for example, naphthalene type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, triphenol methane type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin , Naphthol type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, triphenylmethane type epoxy resin and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
アクリル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じてアクリル化合物、液状アクリレート等を適宜選択することができる。例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、エポキシアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、テトラメチレングリコールテトラアクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシメトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシエトキシ)フェニル]プロパン、ジシクロペンテニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等を挙げることができる。なお、アクリレートをメタクリレートにしたものを用いることもできる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 The acrylic resin is not particularly limited, and an acrylic compound, a liquid acrylate, or the like can be appropriately selected depending on the purpose. For example, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, isobutyl acrylate, epoxy acrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, dimethylol tricyclodecane diacrylate, tetramethylene glycol tetraacrylate, 2-hydroxy- 1,3-diacryloxypropane, 2,2-bis [4- (acryloxymethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (acryloxyethoxy) phenyl] propane, dicyclopentenyl acrylate, tricyclo Examples thereof include decanyl acrylate, tris (acryloxyethyl) isocyanurate, urethane acrylate, and epoxy acrylate. In addition, what converted acrylate into methacrylate can also be used. These may be used alone or in combination of two or more.
潜在性硬化剤としては、特に限定されないが、例えば、加熱硬化型、UV硬化型等の各種硬化剤が挙げられる。潜在性硬化剤は、通常では反応せず、熱、光、加圧等の用途に応じて選択される各種のトリガにより活性化し、反応を開始する。熱活性型潜在性硬化剤の活性化方法には、加熱による解離反応などで活性種(カチオンやアニオン、ラジカル)を生成する方法、室温付近ではエポキシ樹脂中に安定に分散しており高温でエポキシ樹脂と相溶・溶解し、硬化反応を開始する方法、モレキュラーシーブ封入タイプの硬化剤を高温で溶出して硬化反応を開始する方法、マイクロカプセルによる溶出・硬化方法等が存在する。熱活性型潜在性硬化剤としては、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素−アミン錯体、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミン塩、ジシアンジアミド等や、これらの変性物があり、これらは単独でも、2種以上の混合体であってもよい。中でも、マイクロカプセル型イミダゾール系潜在性硬化剤が好適である。 The latent curing agent is not particularly limited, but includes, for example, various curing agents such as a heat curing type and a UV curing type. The latent curing agent does not normally react, but is activated by various triggers selected according to applications such as heat, light, and pressure, and starts the reaction. The method of activating the heat-active latent curing agent is to generate active species (cations, anions, radicals) by a dissociation reaction by heating or the like. There are a method of starting a curing reaction by dissolving and dissolving with a resin, a method of starting a curing reaction by eluting a molecular sieve-encapsulated curing agent at a high temperature, and a method of dissolving and curing by microcapsules. Examples of the heat-active latent curing agent include imidazole-based, hydrazide-based, boron trifluoride-amine complex, sulfonium salt, amine imide, polyamine salt, dicyandiamide, and the like, and modified products thereof. A mixture of the above may be used. Among them, a microcapsule-type imidazole-based latent curing agent is preferable.
シランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系等を挙げることができる。シランカップリング剤を添加することにより、有機材料と無機材料との界面における接着性が向上される。 Although it does not specifically limit as a silane coupling agent, For example, an epoxy type, an amino type, a mercapto sulfide type, a ureide type, etc. can be mentioned. By adding the silane coupling agent, the adhesiveness at the interface between the organic material and the inorganic material is improved.
[導電性粒子]
導電性粒子4としては、異方性導電フィルム1において使用されている公知の何れの導電性粒子を挙げることができる。導電性粒子4としては、例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金等の各種金属や金属合金の粒子、金属酸化物、カーボン、グラファイト、ガラス、セラミック、プラスチック等の粒子の表面に金属をコートしたもの、或いは、これらの粒子の表面に更に絶縁薄膜をコートしたもの等が挙げられる。樹脂粒子の表面に金属をコートしたものである場合、樹脂粒子としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン(AS)樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等の粒子を挙げることができる。導電性粒子4の大きさは1〜10μmが好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。
[Conductive particles]
Examples of the
[導電性粒子の配列]
異方性導電フィルム1は、平面視において、互いに非接触で独立して配列された導電性粒子4が遍在されている。例えば、導電性粒子4は所定の配列パターンで配列され、図10(A)(B)や図11(A)(B)に示すように、四方格子状に規則配列され、あるいは六方格子状に規則配列される。導電性粒子4の配列パターンは、任意に設定することができる。このような導電性粒子4の配列距離は適宜調整することができ、例えば図12(A)(B)に示すように、互いに非接触で独立する導電性粒子4が不規則に遍在される、即ち、配列の方向によって異なる配列距離であってもよい。
[Array of conductive particles]
In the anisotropic
平面視において互いに非接触で独立して配列されることにより、異方性導電フィルム1は、図13(A)(B)に示すように、導電性粒子4がランダムに分散され、凝集体が形成される等により導電性粒子の分布に疎密が生じている場合に比して、導電性粒子4が凹凸部28の入出力バンプ21a,21bの高低差が20%未満の領域により捕捉され、導通信頼性を向上させることができ、また、液晶駆動用IC18の接続後における検査において、入出力端子19a,19bに現れる圧痕の視認性を向上させることができる。凹凸部28のある入出力バンプ21a,21bの平面で挟待される場合、接続後の圧痕によって当該バンプ平面の状態を接続後に把握することもできる。また、導電性粒子4のつぶれの状態を比較することで、十分に押圧がなされている導電性粒子4の個数の把握も容易になる。
As shown in FIGS. 13A and 13B, the
一方、導電性粒子がランダムに分散されている場合は、狭小化されたバンプに捕捉される導電性粒子が少なく、高低差が20%未満の領域や凹凸部28の凸部28aで導電性粒子が捕捉されにくくなり、導通信頼性を損なうおそれがある。
On the other hand, when the conductive particles are randomly dispersed, the conductive particles caught by the narrowed bumps are small, and the conductive particles are formed in a region where the height difference is less than 20% or in the
また、異方性導電フィルム1は、平面視において互いに非接触で独立した導電性粒子4が遍在することにより、導電性粒子4がランダムに分散されている場合に比して個々の導電性粒子4の補足される確率が向上するため、同一の高集積な液晶駆動用IC18を異方性接続する場合、導電性粒子4の配合量を減少させることができる。これにより、導電性粒子4がランダムに分散される場合は、導電性粒子数が一定量以上必要になることからバンプ間スペースにおいて凝集体や連結の発生が懸念されていたが、平面視において互いに非接触で独立した状態にすることで、このようなショートの発生を抑制させることができる。
In addition, the anisotropic
また、異方性導電フィルム1は、平面視において互いに非接触で独立した導電性粒子4が遍在することにより、バインダー樹脂層3に高密度に充填した場合にも、フィルム面内における導電性粒子4の疎密の発生が防止されている。したがって、異方性導電フィルム1によれば、ファインピッチ化された入出力端子19a,19bや入出力バンプ21a,21bにおいても導電性粒子4を捕捉することができる。
Further, the anisotropic
このような異方性導電フィルム1は、例えば、延伸可能なシート上に粘着剤を塗布し、その上に導電性粒子4を単層配列した後、当該シートを、所望の延伸倍率で延伸させる方法、導電性粒子4を基板上に所定の配列パターンに整列させた後、剥離フィルム2に支持されたバインダー樹脂層3に導電性粒子4を転写する方法、あるいは剥離フィルム2に支持されたバインダー樹脂層3上に、配列パターンに応じた開口部が設けられた配列板を介して導電性粒子4を供給する方法等により製造することができる。
Such an anisotropic
なお、異方性導電フィルム1の形状は、特に限定されないが、例えば、図9に示すように、巻取リール6に巻回可能な長尺テープ形状とし、所定の長さだけカットして使用することができる。
The shape of the anisotropic
また、上述の実施の形態では、異方性導電フィルム1として、フィルム状に成形したバインダー樹脂層3に互いに非接触で独立した導電性粒子4を規則配列させる等により遍在させた接着フィルムを例に説明したが、本発明に係る接着剤は、これに限定されず、例えばバインダー樹脂3のみからなる絶縁性接着剤層と互いに非接触で独立した導電性粒子4を遍在させたバインダー樹脂3からなる導電性粒子含有層とを積層した構成とすることができる。また、異方性導電フィルム1は、導電性粒子4が互いに非接触で独立した状態で遍在されていれば、図9に示すように単層配列されている他、複数のバインダー樹脂層3にわたって導電性粒子4が配列されるとともに平面視において規則又は不規則に遍在されるものでもよい。また、異方性導電フィルム1は、多層構成の少なくとも一つの層内で、所定距離で単一に分散されたものでもよい。
In the above-described embodiment, the anisotropic
[接続工程]
次いで、透明基板12に液晶駆動用IC18を接続する接続工程について説明する。先ず、透明基板12の入出力端子19a,19bが形成された実装部27上に異方性導電フィルム1を仮貼りする。次いで、この透明基板12を接続装置のステージ上に載置し、透明基板12の実装部27上に異方性導電フィルム1を介して液晶駆動用IC18を配置する。
[Connection process]
Next, a connection step of connecting the liquid
次いで、バインダー樹脂層3を硬化させる所定の温度に加熱された熱圧着ヘッド33によって、所定の圧力、時間で液晶駆動用IC18上から熱加圧する。これにより、異方性導電フィルム1のバインダー樹脂層3は流動性を示し、液晶駆動用IC18の実装面18aと透明基板12の実装部27の間から流出するとともに、バインダー樹脂層3中の導電性粒子4は、液晶駆動用IC18の入出力バンプ21a,21bと透明基板12の入出力端子19a,19bとの間に挟持されて押し潰される。
Next, the
その結果、入出力バンプ21a,21bと入出力端子19a,19bとの間で導電性粒子4を挟持することにより電気的に接続され、この状態で熱圧着ヘッド33によって加熱されたバインダー樹脂が硬化する。これにより、液晶駆動用IC18の入出力バンプ21a,21bと透明基板12に形成された入出力端子19a,19bとの間で導通性を確保された液晶表示パネル10を製造することができる。また、上記の挟持された導電性粒子4を押圧されたもの(導電性粒子4の潰れの写り込み)が、入出力端子19a,19b内において圧痕になる。
As a result, the
入出力バンプ21a,21bと入出力端子19a,19bとの間にない導電性粒子4は、隣接する入出力バンプ21a,21b間のスペース23においてバインダー樹脂に分散されており、電気的に絶縁した状態を維持している。したがって、液晶表示パネル10は、液晶駆動用IC18の入出力バンプ21a,21bと透明基板12の入出力端子19a,19bとの間のみで電気的導通が図られる。なお、バインダー樹脂として、ラジカル重合反応系の速硬化タイプのものを用いることで、短い加熱時間によってもバインダー樹脂を速硬化させることができる。また、異方性導電フィルム1としては、熱硬化型に限らず、加圧接続を行うものであれば、光硬化型もしくは光熱併用型の接着剤を用いてもよい。
The
[圧痕視認性]
入出力バンプ21a,21bとの間で導電性粒子4が押圧されることにより、透明基板12側から入出力端子19a,19bの箇所に、互いに非接触で独立した圧痕30を観察できる。液晶駆動用IC18の接続後、透明基板12の裏面(入出力端子19a,19bの反対側)より目視(顕微鏡など)あるいは撮像画像によって観察することで接続性の検査を行うことができる。
[Indentation visibility]
When the
圧痕30は、入出力バンプ21a,21bと入出力端子19a,19bとの間に硬度の高い導電性粒子4を捕捉した状態で熱圧着ヘッド33によって押圧されることにより、透明電極17の入出力端子19a,19bに現れる導電性粒子4の押圧痕であり、透明基板12の裏面側から観察することにより視認可能となっている。圧痕30の形状は、一般に導電性粒子4の粒径以上の径を有し、図14(a)に示すように、略円形状となる。また、圧痕30の形状は、図14(b)に示すように、片側がぼやけているものの大部分が曲線によって構成されるのが一般的である。この場合の曲線は、円形とした場合の40%以上、好ましくは50%以上、更により好ましくは60%以上の、即ち略円形であると認識できる曲線であればよい。なお、金属粒子の場合などには、直線的な状態が含まれる場合がある。
The
圧痕30は、導電性粒子4の押し込みの強さに起因してコントラストや外径が異なる。そのため、圧痕は、熱圧着ヘッド33による押圧が各入出力端子19a,19b間及び個々の入出力端子19a,19b内で均一に押圧されているか否かの判定指標となる。
The
ここで、導電性粒子4がバインダー樹脂層3にランダムに分散されている異方性導電フィルムを用いて接続された接続体においては、上述したように、狭小化されたバンプに捕捉される導電性粒子が少なく、また、高低差が20%未満の領域や凹凸部28の凸部28aで導電性粒子が捕捉された場合にも、図14(c)に示すように、入出力端子上に圧痕30が不規則に現れるとともに、近接、重複しているため、圧痕30の視認性が悪く、状態の把握に手間がかかるため検査に時間がかかり、また圧痕30の判定精度が落ちてしまう。即ち、圧痕30を形成する曲線の識別しにくい状態になっている。また、機械的な画像処理による検査の場合は、このような視認性の悪さから判定の基準を設けることが困難になってしまう。そのため、判定の精度そのものが悪化することになる。この場合、解像度によっては直線による組み合わせのように見えることがあるためである。
Here, in the connection body connected using the anisotropic conductive film in which the
一方、本発明に係る液晶表示パネル10では、導電性粒子4が互いに非接触で独立して配列されている異方性導電フィルム1を用いて形成されているため、入出力端子19a,19b内においても、導電性粒子4が配列された状態で挟持され、図14(a)に示すように、圧痕30が個々に独立した状態で規則的に現れる。したがって、入出力端子19a,19bに現れる圧痕30は、コントラストないしはそれを形成する曲線が明確に現れ、個々の圧痕30の視認性が大幅に向上されている。これにより、液晶表示パネル10は、圧痕30に基づく入出力バンプ21a,21bと入出力端子19a,19bとの接続性を迅速、的確に検査することができる。
On the other hand, in the liquid
入出力端子19a,19bに現れる個々の圧痕30は、互いに非接触で独立して現れていれば、導電性粒子4が存在していない平滑面とのコントラストにより視認性を確保することができるため、互いに隣接していてもよいが、所定の距離、例えば外径の0.2倍以上を隔てて現れることが好ましく、0.4倍以上離れて現れることがより好ましい。なお、上記の平滑面とのコントラストは、曲線により現れる場合も含む。
If the
このような互いに非接触で独立した圧痕30は一つの入出力端子19a,19bの表面内に存在する導電性粒子4の数の70%以上が存在していることが好ましく、より好ましくは80%以上であり、更により好ましくは90%以上である。互いに非接触で独立した圧痕30とは導電性粒子4が1個で存在しているものを指し、独立していないものは、隣接や重複しているものを指す。但し、導電性粒子4を意図的に多数個連結して配列させている場合は、そのユニットで独立しているものと見なす。
It is preferable that 70% or more of the number of the
次いで、本発明の実施例について説明する。本実施例では、導電性粒子が互いに非接触で独立して配列された異方性導電フィルムと、導電性粒子がランダムに分散された異方性導電フィルムを用いて、バンプ表面に導電性粒子の粒子径の20%以上の高低差を有する凹凸部が所定の割合で形成された評価用ICを評価用ガラス基板に接続した接続体サンプルを作成し、それぞれ評価用ガラス基板の端子に現れる圧痕数をカウントするとともに、初期及び信頼性試験後の導通抵抗、隣接するバンプ間ショートの発生率を測定した。 Next, examples of the present invention will be described. In the present embodiment, the conductive particles are arranged on the bump surface by using an anisotropic conductive film in which conductive particles are independently arranged in non-contact with each other and an anisotropic conductive film in which conductive particles are randomly dispersed. A connection body sample was prepared by connecting an evaluation IC having an uneven portion having a height difference of 20% or more of the particle diameter at a predetermined ratio to a glass substrate for evaluation, and an indentation appearing at each terminal of the glass substrate for evaluation In addition to counting the number, the conduction resistance at the initial stage and after the reliability test, and the incidence of short-circuiting between adjacent bumps were measured.
[異方性導電フィルム]
評価用ICの接続に用いる異方性導電フィルムのバインダー樹脂層は、フェノキシ樹脂(商品名:YP50、新日鐵化学社製)50質量部、エポキシ樹脂(商品名:YL980、三菱化学社製)45質量部、シランカップリング剤(商品名:KBM−403、信越化学工業社製)2質量部、カチオン系硬化剤(商品名:SI−60L、三新化学工業社製)3質量部を溶剤に加えたバインダー樹脂組成物を調整し、このバインダー樹脂組成物を剥離フィルム上に塗布、70℃オーブンにて乾燥することにより厚さ16μmに形成した。このバインダー樹脂層に、導電性粒子を所定の粒子密度で配置又はランダムに分散させた。
[Anisotropic conductive film]
The binder resin layer of the anisotropic conductive film used for connection of the evaluation IC is 50 parts by mass of a phenoxy resin (trade name: YP50, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) and an epoxy resin (trade name: YL980, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) 45 parts by mass, 2 parts by mass of a silane coupling agent (trade name: KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 3 parts by mass of a cationic curing agent (trade name: SI-60L, manufactured by Sanshin Chemical Co., Ltd.) Was adjusted, and the binder resin composition was applied on a release film and dried in a 70 ° C. oven to form a film having a thickness of 16 μm. In the binder resin layer, conductive particles were arranged at a predetermined particle density or randomly dispersed.
[圧痕数及び導通抵抗測定用の評価用IC]
圧痕数及び導通抵抗測定用の評価素子として、外形;0.7mm×20mm、厚み0.2mm、バンプ(Au‐plated);幅15μm×長さ100μm、高さ12μm、バンプピッチ14μmの評価用ICを用いた。
[Evaluation IC for measuring indentation number and conduction resistance]
As an evaluation element for measuring the number of indentations and conduction resistance, an evaluation IC having an outer shape of 0.7 mm × 20 mm, a thickness of 0.2 mm, and a bump (Au-plated); a width of 15 μm × a length of 100 μm, a height of 12 μm, and a bump pitch of 14 μm. Was used.
[バンプ間ショートの発生率計測用の評価用IC]
バンプ間ショートの発生率計測用の評価素子として、7.5μmスペースの櫛歯TEG(Test Element Group)を用いた。
[Evaluation IC for measuring the incidence of short circuit between bumps]
A comb-teeth TEG (Test Element Group) having a space of 7.5 μm was used as an evaluation element for measuring the occurrence rate of short between bumps.
また、圧痕数及び導通抵抗測定用の評価用IC、及びバンプ間ショートの発生率計測用の評価用ICは、高低差が導電性粒子径の20%以上の領域が70%、50%、30%を占めるものを、それぞれ用意した。 The evaluation IC for measuring the number of indentations and conduction resistance, and the evaluation IC for measuring the occurrence ratio of short-circuit between bumps have 70%, 50%, and 30% of the area where the height difference is 20% or more of the conductive particle diameter. %, Respectively.
[評価用ガラス基板]
導通抵抗測定用の評価用IC及び圧痕による粒子捕捉数計測用の評価用ICが接続される評価用ガラス基板として、外形;30mm×50mm、厚み0.5mm、導通抵抗測定用の評価用ICのバンプと同サイズ同ピッチの端子が複数配列された端子列が形成されたITOパターングラス(コーニング社製)を用いた。
[Evaluation glass substrate]
As an evaluation glass substrate to which an evaluation IC for measuring the conduction resistance and an evaluation IC for measuring the number of particles captured by the indentation are connected, an outer shape: 30 mm × 50 mm, a thickness of 0.5 mm, an evaluation IC for measuring the conduction resistance An ITO pattern glass (manufactured by Corning Incorporated) having a terminal row in which a plurality of terminals having the same size and the same pitch as the bumps were arranged was used.
この評価用ガラス基板に異方性導電フィルムを仮貼りした後、評価用ICを搭載し、熱圧着ヘッドにより180℃、80MPa、5secの条件で熱圧着することにより接続体サンプルを作成した。各接続体サンプルについて、評価用ガラス基板の端子に現れる圧痕の個数、初期導通抵抗、信頼性試験後の導通抵抗、及びバンプ間ショートの発生率を測定した。信頼性試験の条件は、85℃、85%RH、500hrである。 After temporarily attaching an anisotropic conductive film to this glass substrate for evaluation, an IC for evaluation was mounted, and thermocompression bonding was performed at 180 ° C., 80 MPa, and 5 seconds using a thermocompression bonding head to prepare a connector sample. For each of the connection body samples, the number of indentations appearing on the terminals of the glass substrate for evaluation, the initial conduction resistance, the conduction resistance after the reliability test, and the occurrence rate of short-circuit between bumps were measured. The conditions of the reliability test are 85 ° C., 85% RH, and 500 hours.
評価用ICを接続した各接続体サンプルについて、評価用ガラス基板の裏面から端子を観察し、その撮影画像を画像処理機(WinRoof:三谷商事社製)で処理することにより、圧痕数及び導電性粒子の独立個数割合を求めた。また、接続時バンプ幅から一対の端子とバンプとが重畳し異方性導電接続に寄与する有効バンプ面積を求めるとともに、導電性粒子径及び圧痕数をもとに、導電性粒子が有効バンプ面積に占める割合を求めた。接続時バンプ幅は、バンプ(幅15μm)と端子とのアライメントずれ幅を表し、接続時バンプ幅が15μmの場合はアライメントずれが無く全表面が異方性導電接続に寄与する有効バンプ面積となる。接続時バンプ幅が10μmの場合は端子との間に5μmのアライメントずれが生じ、異方性導電接続に寄与する有効バンプ面積が減少している。
For each connection sample to which the evaluation IC was connected, the terminals were observed from the back side of the evaluation glass substrate, and the photographed image was processed with an image processor (WinRoof: manufactured by Mitani Corporation) to obtain the number of indentations and the conductivity. The independent number ratio of particles was determined. In addition, the effective bump area where the pair of terminals and the bumps overlap and contributes to anisotropic conductive connection is determined from the bump width at the time of connection, and based on the conductive particle diameter and the number of indentations, the effective bump area is determined. Was calculated. The bump width at connection indicates the misalignment width between the bump (
[実施例1]
実施例1では、バインダー樹脂層に互いに非接触で独立して六方格子状に配置された導電性粒子が遍在する異方性導電フィルムを用いた。実施例1で用いた異方性導電フィルムは、延伸可能なシート上に粘着剤を塗布し、その上に導電性粒子を格子状かつ均等に単層配列した後、当該シートを所望の延伸倍率で延伸させた状態で、バインダー樹脂層をラミネートすることにより製造した。また、実施例1で用いた異方性導電フィルムの導電性粒子(商品名:AUL704、積水化学工業社製)は粒子径4μmで、粒子個数密度は28000pcs/mm2である。
[Example 1]
In Example 1, an anisotropic conductive film in which conductive particles arranged in a hexagonal lattice independently from each other in a non-contact manner with the binder resin layer were used was used. The anisotropic conductive film used in Example 1 was prepared by applying a pressure-sensitive adhesive on a stretchable sheet, and arranging conductive particles on the sheet in a lattice-like and uniform monolayer. In a state where the film was stretched in the above, a binder resin layer was laminated. The conductive particles of the anisotropic conductive film used in Example 1 (trade name: AUL704, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) have a particle diameter of 4 μm and a particle number density of 28,000 pcs / mm 2 .
また、実施例1では、圧痕数及び導通抵抗測定用の評価用ICとして、導電性粒子を捕捉するバンプ表面に、導電性粒子の粒子径の10%以上の高低差を有する凹凸部が形成され、一つのバンプ表面において、最も突出した位置からの高低差が導電性粒子の粒子径の20%以上である領域がバンプ表面積の50%である評価用ICを用いた。また、実施例1に係る接続体サンプルの接続時バンプ幅は10μmであり、5μmのアライメントずれが生じた。 In Example 1, a bump having a height difference of 10% or more of the particle diameter of the conductive particles was formed on the surface of the bump capturing the conductive particles as an evaluation IC for measuring the number of indentations and the conduction resistance. On the surface of one bump, an evaluation IC was used in which a region where the height difference from the most protruding position was 20% or more of the particle diameter of the conductive particles was 50% of the bump surface area. In addition, the bump width at the time of connection of the connector sample according to Example 1 was 10 μm, and a misalignment of 5 μm occurred.
[実施例2]
実施例2では、実施例1と同じ異方性導電フィルム及び評価用ICを用いて実施例1と同じ条件で接続体サンプルを製造した。実施例2に係る接続体サンプルの接続時バンプ幅は5μmであり、10μmのアライメントずれが生じた。
[Example 2]
In Example 2, a connector sample was manufactured under the same conditions as in Example 1 using the same anisotropic conductive film and evaluation IC as in Example 1. The bump width at the time of connection of the connector sample according to Example 2 was 5 μm, and an alignment deviation of 10 μm occurred.
[実施例3]
実施例3では、実施例1と同じ異方性導電フィルム及び評価用ICを用いて実施例1と同じ条件で接続体サンプルを製造した。実施例3に係る接続体サンプルの接続時バンプ幅は15μmであり、アライメントずれは生じなかった。
[Example 3]
In Example 3, a connector sample was manufactured using the same anisotropic conductive film and evaluation IC as in Example 1 under the same conditions as in Example 1. The bump width at the time of connection of the connector sample according to Example 3 was 15 μm, and no misalignment occurred.
[実施例4]
実施例4では、実施例1と同じ異方性導電フィルムを用いて実施例1と同じ条件で接続体サンプルを製造した。また、圧痕数及び導通抵抗測定用の評価用ICとして、導電性粒子を捕捉するバンプ表面に、導電性粒子の粒子径の10%以上の高低差を有する凹凸部が形成され、一つのバンプ表面において、最も突出した位置からの高低差が導電性粒子の粒子径の20%以上である領域がバンプ表面積の70%である評価用ICを用いた。実施例4に係る接続体サンプルの接続時バンプ幅は10μmであり、5μmのアライメントずれが生じた。
[Example 4]
In Example 4, a connector sample was manufactured using the same anisotropic conductive film as in Example 1 under the same conditions as in Example 1. Further, as an evaluation IC for measuring the number of indentations and conduction resistance, a bump portion having a height difference of 10% or more of the particle diameter of the conductive particles is formed on the surface of the bump for capturing the conductive particles. In the above, an evaluation IC was used in which a region where the height difference from the most protruding position was 20% or more of the particle diameter of the conductive particles was 70% of the bump surface area. The bump width at the time of connection of the connector sample according to Example 4 was 10 μm, and a misalignment of 5 μm occurred.
[実施例5]
実施例5では、実施例4と同じ異方性導電フィルム及び評価用ICを用いて実施例1と同じ条件で接続体サンプルを製造した。実施例5に係る接続体サンプルの接続時バンプ幅は5μmであり、10μmのアライメントずれが生じた。
[Example 5]
In Example 5, a connector sample was manufactured under the same conditions as in Example 1 using the same anisotropic conductive film and evaluation IC as in Example 4. The bump width at the time of connection of the connector sample according to Example 5 was 5 μm, and an alignment deviation of 10 μm occurred.
[実施例6]
実施例6では、実施例1と同じ異方性導電フィルムを用いて実施例1と同じ条件で接続体サンプルを製造した。また、圧痕数及び導通抵抗測定用の評価用ICとして、導電性粒子を捕捉するバンプ表面に、導電性粒子の粒子径の10%以上の高低差を有する凹凸部が形成され、一つのバンプ表面において、最も突出した位置からの高低差が導電性粒子の粒子径の20%以上である領域がバンプ表面積の30%である評価用ICを用いた。実施例6に係る接続体サンプルの接続時バンプ幅は10μmであり、5μmのアライメントずれが生じた。
[Example 6]
In Example 6, a connector sample was manufactured using the same anisotropic conductive film as in Example 1 under the same conditions as in Example 1. Further, as an evaluation IC for measuring the number of indentations and conduction resistance, a bump portion having a height difference of 10% or more of the particle diameter of the conductive particles is formed on the surface of the bump for capturing the conductive particles. In the above, an evaluation IC was used in which a region where the height difference from the most protruding position was 20% or more of the particle diameter of the conductive particles was 30% of the bump surface area. The bump width at the time of connection of the connector sample according to Example 6 was 10 μm, and a misalignment of 5 μm occurred.
[実施例7]
実施例7では、粒子径3μmの導電性粒子(商品名:AUL703、積水化学工業社製)を含有した異方性導電フィルムを用いた他は、実施例4と同じ条件で接続体サンプルを製造した。実施例7に係る接続体サンプルの接続時バンプ幅は10μmであり、5μmのアライメントずれが生じた。
[Example 7]
In Example 7, a connector sample was manufactured under the same conditions as in Example 4, except that an anisotropic conductive film containing conductive particles having a particle diameter of 3 μm (trade name: AUL703, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) was used. did. The bump width at the time of connection of the connector sample according to Example 7 was 10 μm, and a misalignment of 5 μm occurred.
[比較例1]
比較例1では、バインダー樹脂組成物に導電性粒子を加えて調整し、剥離フィルム上に塗布、焼成することにより、バインダー樹脂層に導電性粒子がランダムに分散されている異方性導電フィルムを用いた。使用した導電性粒子(商品名:AUL704、積水化学工業社製)は粒子径4μmで、粒子個数密度は28000pcs/mm2である。評価用ICや接続条件等は実施例1と同じである。比較例1に係る接続体サンプルの接続時バンプ幅は10μmであり、5μmのアライメントずれが生じた。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, an anisotropic conductive film in which conductive particles were randomly dispersed in a binder resin layer was prepared by adding and adjusting conductive particles to a binder resin composition, applying the particles on a release film, and baking. Using. The used conductive particles (trade name: AUL704, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) have a particle diameter of 4 μm and a particle number density of 28,000 pcs / mm 2 . The evaluation IC and connection conditions are the same as those in the first embodiment. The bump width at the time of connection of the connector sample according to Comparative Example 1 was 10 μm, and a misalignment of 5 μm occurred.
[比較例2]
比較例2では、粒子個数密度が65000pcs/mm2である異方性導電フィルムを用いた他は、比較例1と同じ条件で接続体サンプルを製造した。比較例2に係る接続体サンプルの接続時バンプ幅は10μmであり、5μmのアライメントずれが生じた。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, a connector sample was manufactured under the same conditions as Comparative Example 1, except that an anisotropic conductive film having a particle number density of 65000 pcs / mm 2 was used. The bump width at the time of connection of the connector sample according to Comparative Example 2 was 10 μm, and a misalignment of 5 μm occurred.
[比較例3]
比較例3では、比較例2と同じ異方性導電フィルムを用いて接続体サンプルを製造した。また、圧痕数及び導通抵抗測定用の評価用ICとして、導電性粒子を捕捉するバンプ表面に、導電性粒子の粒子径の10%以上の高低差を有する凹凸部が形成され、一つのバンプ表面において、最も突出した位置からの高低差が導電性粒子の粒子径の20%以上である領域がバンプ表面積の70%である評価用ICを用いた。比較例3に係る接続体サンプルの接続時バンプ幅は10μmであり、5μmのアライメントずれが生じた。
[Comparative Example 3]
In Comparative Example 3, a connector sample was manufactured using the same anisotropic conductive film as Comparative Example 2. Further, as an evaluation IC for measuring the number of indentations and conduction resistance, a bump portion having a height difference of 10% or more of the particle diameter of the conductive particles is formed on the surface of the bump for capturing the conductive particles. In the above, an evaluation IC was used in which a region where the height difference from the most protruding position was 20% or more of the particle diameter of the conductive particles was 70% of the bump surface area. The bump width at the time of connection of the connector sample according to Comparative Example 3 was 10 μm, and a misalignment of 5 μm occurred.
[比較例4]
比較例4では、粒子径3μmの導電性粒子(商品名:AUL703、積水化学工業社製)を含有した異方性導電フィルムを用いた他は、比較例3と同じ条件で接続体サンプルを製造した。比較例4に係る接続体サンプルの接続時バンプ幅は10μmであり、5μmのアライメントずれが生じた。
[Comparative Example 4]
In Comparative Example 4, a connector sample was manufactured under the same conditions as Comparative Example 3 except that an anisotropic conductive film containing conductive particles having a particle diameter of 3 μm (trade name: AUL703, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) was used. did. The bump width at the time of connection of the connector sample according to Comparative Example 4 was 10 μm, and an alignment deviation of 5 μm occurred.
表1に示すように、実施例1〜7に係る接続体サンプルでは、互いに非接触で独立して配置された導電性粒子が遍在された異方性導電フィルムを用いるとともに、高低差が導電性粒子の20%以上である領域がバンプ表面積の70%以下とされた評価用ICを用いていることから、圧痕数及び導電性粒子の有効バンプ面積に占める割合も10%以上となり、初期導通抵抗が0.3Ω以下、信頼性試験後の導通抵抗も3.8Ω以下と良好な導通信頼性を示した。 As shown in Table 1, the connected body samples according to Examples 1 to 7 used an anisotropic conductive film in which conductive particles arranged independently of each other in a non-contact manner were ubiquitous, and the height difference was higher than that of the conductive body. Since the area of 20% or more of the conductive particles used the evaluation IC in which the area of the bumps was 70% or less of the surface area of the bumps, the number of indentations and the ratio of the conductive particles to the effective bump area were also 10% or more, and the initial conduction was increased. The resistance was 0.3Ω or less, and the conduction resistance after the reliability test was 3.8Ω or less, indicating good conduction reliability.
これは、実施例1〜7に係る接続体サンプルでは、高低差が導電性粒子4の粒子径の20%未満の領域が30%以上存在し、バインダー樹脂層に遍在する独立配置された導電性粒子が当該領域で捕捉されたことにより、導電性粒子4を十分に押し込むことができ、接続後における環境変化によってもバンプと端子との間における導通信頼性を維持することができたことによる。また、実施例1〜7に係る接続体サンプルでは、圧痕の視認性を損なうことがなく、圧痕を用いた導通検査の信頼性を確保することができた。
This is because, in the connected body samples according to Examples 1 to 7, there is a region where the height difference is less than 20% of the particle diameter of the
さらに、実施例1〜7に係る接続体サンプルでは、互いに非接触で独立して配置された導電性粒子を遍在させた異方性導電フィルムを用いることで、狭小化されたバンプ間領域において導電性粒子が連続することによるバンプ間ショートの発生率が50ppm以下となった。 Furthermore, in the connected body samples according to Examples 1 to 7, by using an anisotropic conductive film in which conductive particles independently arranged in a non-contact manner with each other are ubiquitously used, in a narrowed area between bumps, The occurrence rate of short-circuit between bumps due to continuous conductive particles was 50 ppm or less.
一方、比較例1〜4に係る接続体サンプルでは、導電性粒子がランダムに分散されているため、粒子個数密度を65000pcs/mm2と高密度に充填し、高低差が導電性粒子の20%以上である領域がバンプ表面積の70%以下とされた評価用ICを用いた場合にも、圧痕数は少なく、初期導通抵抗が0.3Ω〜1.4Ω、信頼性試験後の導通抵抗は2.9Ω〜9.3Ωと、接続信頼性を損なう結果となった。 On the other hand, in the connected body samples according to Comparative Examples 1 to 4, since the conductive particles were randomly dispersed, the particle number density was packed as high as 65,000 pcs / mm 2 and the height difference was 20% of the conductive particles. Even when an evaluation IC in which the above-mentioned area is 70% or less of the bump surface area is used, the number of indentations is small, the initial conduction resistance is 0.3Ω to 1.4Ω, and the conduction resistance after the reliability test is 2%. As a result, the connection reliability was impaired, from 0.9 Ω to 9.3 Ω.
これは、比較例1〜4に係る接続体サンプルでは、導電性粒子がランダムに分散されていることからバンプ表面上で疎密が生じ、高低差が導電性粒子4の粒子径の20%未満の領域上で導電性粒子を捕捉できない確率が高いことによる。また、導電性粒子の凝集体によって狭小化されたバンプ間領域が連続され、バンプ間ショートの発生率が200ppmと高まった。
This is because, in the connection body samples according to Comparative Examples 1 to 4, the conductive particles are randomly dispersed, so that the density is reduced on the bump surface, and the height difference is less than 20% of the particle diameter of the
また、実施例1〜7に係る接続体サンプルについて、断面観察によりバンプによって導電性粒子を挟持している状態を観察したところ、圧痕観察による検査と略同等の結果が得られた。すなわち、本発明によれば、破壊検査で工数を要するバンプの断面観察によらずとも、非破壊検査である圧痕観察によって簡易迅速に接続信頼性を評価できることがわかる。 In addition, when the state in which the conductive particles were sandwiched by the bumps was observed by cross-sectional observation of the connection body samples according to Examples 1 to 7, almost the same result as the inspection by the indentation observation was obtained. That is, according to the present invention, it can be understood that the connection reliability can be easily and quickly evaluated by the indentation observation which is a non-destructive inspection, without relying on the cross-sectional observation of the bump which requires man-hours in the destructive inspection.
1 異方性導電フィルム、2 剥離フィルム、3 バインダー樹脂層、4 導電性粒子、6 巻取リール、10 液晶表示パネル、11,12 透明基板、12a 縁部、13 シール、14 液晶、15 パネル表示部、16,17 透明電極、18 液晶駆動用IC、18a 実装面、19a 入力端子、19b 出力端子、20a 入力端子列、20b 出力端子列、21a 入力バンプ、21b 出力バンプ、22a 入力バンプ列、22b 出力バンプ列、23 端子間スペース、27 実装部、28 凹凸部、28a 凸部、28b 凹部、31 基板側アライメントマーク、32 IC側アライメントマーク、33 熱圧着ヘッド
Claims (7)
バインダー樹脂に導電性粒子が配置された異方性導電接着剤を介して上記透明基板に接続され、上記複数の端子と上記導電性粒子を介して電気的に接続された複数のバンプが形成された電子部品とを備え、
上記導電性粒子同士は互いに非接触で独立し、
上記バンプは、上記導電性粒子を捕捉する表面に、上記導電性粒子の粒子径の10%以上の高低差を有する凹凸部が形成され、一つの上記バンプ表面において、最も突出した凸部からの高低差が上記導電性粒子の粒子径の20%以上である領域を有し、該領域がバンプ表面積の70%以下である接続体。 A transparent substrate on which a plurality of terminals are formed,
A plurality of bumps are formed that are connected to the transparent substrate via an anisotropic conductive adhesive in which conductive particles are disposed in a binder resin, and are electrically connected to the plurality of terminals and the conductive particles. Electronic components,
The conductive particles are independent of each other without contact,
On the surface of the bump that captures the conductive particles, a bump having a height difference of 10% or more of the particle diameter of the conductive particles is formed. A connector having a region where the height difference is 20% or more of the particle diameter of the conductive particles, and the region is 70% or less of the bump surface area.
上記異方性導電接着剤は、バインダー樹脂に上記導電性粒子が互いに非接触で独立して配置され、
上記バンプは、上記導電性粒子を捕捉する表面に、上記導電性粒子の粒子径の10%以上の高低差を有する凹凸部が形成され、一つの上記バンプ表面において、最も突出した位置からの高低差が上記導電性粒子の粒子径の20%以上である領域を有し、該領域がバンプ表面積の70%以下であり、
上記透明基板の端子に現れる上記異方性導電接着剤に含有された上記導電性粒子の圧痕を観察して、上記電子部品の接続状態を検査する検査方法。 Inspection method for inspecting the connection state of a connector connected to an electronic component having a plurality of bumps formed thereon via an anisotropic conductive adhesive in which conductive particles are arranged on a transparent substrate having a plurality of terminals formed thereon At
The anisotropic conductive adhesive, the conductive particles in the binder resin are arranged independently of each other in a non-contact,
On the surface of the bump that captures the conductive particles, a bump having a height difference of 10% or more of the particle diameter of the conductive particles is formed, and the bump from the most protruding position on one bump surface is formed. Having a region where the difference is 20% or more of the particle diameter of the conductive particles, and the region is 70% or less of the bump surface area;
An inspection method for inspecting a connection state of the electronic component by observing indentations of the conductive particles contained in the anisotropic conductive adhesive appearing on terminals of the transparent substrate.
上記電子部品を上記透明基板に対して押圧するとともに、上記接着剤を硬化させることにより、上記導電性粒子を介して上記電子部品に形成されたバンプと上記透明基板に形成された端子とを電気的に接続する接続体の製造方法において、
上記異方性導電接着剤は、バインダー樹脂に上記導電性粒子が互いに非接触で独立して配置され、
上記バンプは、上記導電性粒子を捕捉する表面に、上記導電性粒子の粒子径の10%以上の高低差を有する凹凸部が形成され、一つの上記バンプ表面において、最も突出した位置からの高低差が上記導電性粒子の粒子径の20%以上である領域を有し、該領域がバンプ表面積の70%以下である接続体の製造方法。 Electronic components are mounted on a transparent substrate via an adhesive containing conductive particles,
By pressing the electronic component against the transparent substrate and curing the adhesive, the bumps formed on the electronic component and the terminals formed on the transparent substrate are electrically connected via the conductive particles. In a method of manufacturing a connecting body to be electrically connected,
The anisotropic conductive adhesive, the conductive particles in the binder resin are arranged independently of each other in a non-contact,
On the surface of the bump that captures the conductive particles, a bump having a height difference of 10% or more of the particle diameter of the conductive particles is formed, and the bump from the most protruding position on one bump surface is formed. A method for producing a connector having a region where the difference is 20% or more of the particle diameter of the conductive particles, and the region is 70% or less of the bump surface area.
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